基于多传感器信息融合的无人机编队协同差分相对定位方法

1

作者 鲁航 姜涛 田德宇 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第1期249-257,共9页

在GNSS拒止条件下,基于卡尔曼滤波的方法可以融合无人机编队成员间相对距离和速度等信息,实现相对定位。但编队成员以相同速度飞行时不满足可观测性条件,滤波方法失效、定位精度下降。针对上述问题,在惯导/气压高度计组合导航的基础上... 在GNSS拒止条件下,基于卡尔曼滤波的方法可以融合无人机编队成员间相对距离和速度等信息,实现相对定位。但编队成员以相同速度飞行时不满足可观测性条件,滤波方法失效、定位精度下降。针对上述问题,在惯导/气压高度计组合导航的基础上提出一种协同差分相对定位算法。该算法通过高度解耦,将问题转化到二维平面,利用惯导信息和数据链测距信息得到从机含误差的水平位置。合理设置主机和从机之间的距离,可使从机水平位置误差值大致相同,再通过差分计算消去共同误差,最终获得从机之间的相对位置。蒙特卡洛仿真和敏感性分析表明满足主从距离条件后,相对定位精度主要由测距精度决定,测距精度为1、5、10 m时相对定位精度分别为2.3、5.8、11.7 m左右。且在编队成员同速飞行时可保持定位精度。该方法适用于中短航时的无人机编队相对定位,具有一定的可行性。 展开更多

关键词 无人机编队 多传感器信息融合 相对定位 协同定位 数据链测距

在线阅读 下载PDF 职称材料

倾转旋翼无人机悬停状态气动弹性数值模拟

2

作者 王宗辉 赵弘睿 +1 位作者 杨云军 汪艳伟 《现代防御技术》 北大核心 2025年第3期57-65,共9页

倾转旋翼无人机既具有空中悬停、垂直起降能力,又具备高速巡航飞行性能。针对弹性材料结构变形导致倾转旋翼无人机刚体气动外形无法准确模拟真实飞行性能的问题,提出一种旋翼双向松耦合与机翼单向耦合相结合的CFD/CSD耦合方法,对倾转旋... 倾转旋翼无人机既具有空中悬停、垂直起降能力,又具备高速巡航飞行性能。针对弹性材料结构变形导致倾转旋翼无人机刚体气动外形无法准确模拟真实飞行性能的问题,提出一种旋翼双向松耦合与机翼单向耦合相结合的CFD/CSD耦合方法,对倾转旋翼无人机悬停状态气动弹性问题进行数值模拟。采用气动弹性剪裁技术对桨叶进行复合材料铺层优化,桨叶的最大变形位移从22.34 mm减小到17.1 mm,悬停效率从69.95%改善到72.69%。对全机流场进行计算模拟,计算结果表明,考虑结构弹性变形以后,全机旋翼系统产生的拉力相较于单独旋翼系统增加量由2.09%降低为1.18%,变形机翼表面因为旋翼下洗流产生的高压区相较于未变形机翼朝翼梢方向偏移大约0.1 m。 展开更多

关键词 倾转旋翼无人机 气动弹性 气动弹性剪裁 悬停效率 气动干扰 CFD/CSD耦合

在线阅读 下载PDF 职称材料

倾转机翼旋翼无人机倾转过渡状态数值模拟 被引量：1

3

作者 王宗辉 杨云军 +1 位作者 赵弘睿 赵佳祥 《现代防御技术》 北大核心 2024年第3期9-19,共11页

倾转机翼旋翼无人机相较于传统构型倾转旋翼机能够显著改善悬停状态旋翼尾迹对机翼的气动干扰影响,提高飞行效率。针对该构型无人机具有复杂非定常气动特性的连续倾转过渡过程,采用由经典的分离涡模拟方法(DES)改进得到的延迟分离涡模... 倾转机翼旋翼无人机相较于传统构型倾转旋翼机能够显著改善悬停状态旋翼尾迹对机翼的气动干扰影响,提高飞行效率。针对该构型无人机具有复杂非定常气动特性的连续倾转过渡过程,采用由经典的分离涡模拟方法(DES)改进得到的延迟分离涡模拟方法(DDES)对其进行流场气动干扰计算,倾转过渡过程中无人机前飞速度、旋翼桨距角、机身与固定翼迎角以及短舱倾转角都随时间动态变化。通过与无倾转机翼传统构型对比,分析了倾转过渡过程气动性能变化以及流场机理。仿真计算结果表明,倾转初始状态无人机受到旋翼下洗流影响较小,在30°短舱倾转角以前的倾转过程,由于倾转机翼段阻力增大,导致旋翼需用拉力增大。倾转机翼段在倾转过程中产生的分离涡与旋翼下洗流尾迹产生碰撞干扰,导致在机翼翼梢位置产生更大的尾迹干扰区域,并且对内侧固定翼翼梢产生下洗效果,降低了整机升力。 展开更多

关键词 倾转机翼 无人机 延迟分离涡模拟 倾转过渡 气动干扰 非定常气动特性

在线阅读 下载PDF 职称材料

变形仿生飞翼跨介质无人机外形设计与航行仿真 被引量：7

4

作者 吕达 苏浩秦 +4 位作者 李筠 张子俊 龙浩 马宇 刘晓伟 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期59-66,共8页

提出了一种可变形仿生飞翼布局水空跨介质无人机并对该无人机的气动和水动特性进行计算,绘制了该无人机3种空中飞行速度和3种水下速度的升力和阻力曲线。分析结果发现:该无人机通过变形可具备较好的水中和空中航行能力。在空中的升阻比... 提出了一种可变形仿生飞翼布局水空跨介质无人机并对该无人机的气动和水动特性进行计算,绘制了该无人机3种空中飞行速度和3种水下速度的升力和阻力曲线。分析结果发现:该无人机通过变形可具备较好的水中和空中航行能力。在空中的升阻比可达12,且可通过在水下翻转的方式抵消正浮力,速度为10 m/s时减阻3.8%。合理设计了兼顾空中飞行和水下航行的组合式操纵面,利用Simulink分别建立了该无人机在空中和水下的动力学模型。所设计的无人机在空中能够通过升降舵和两组副翼的联动控制高度以及航向,在水下能够通过升降舵和由副翼组成的开合式翼控制深度和航向,证明了该方案的可行性。 展开更多

关键词 跨介质 飞行器 CFD 飞翼 仿生 变形

在线阅读 下载PDF 职称材料

军用无人机作战应用模式及趋势综述 被引量：2

5

作者 刘润涛 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第S02期277-284,共8页

对军用无人机发展现状进行剖析,阐述了侦察型、攻击型、战斗型和诱饵型无人机的发展现状。结合应用场景,分析了在侦察巡逻、对地攻击、中继通讯、诱骗干扰以及火力支援等方面的作战模式及存在的不足。在综合分析作战应用模式现状的基础... 对军用无人机发展现状进行剖析,阐述了侦察型、攻击型、战斗型和诱饵型无人机的发展现状。结合应用场景,分析了在侦察巡逻、对地攻击、中继通讯、诱骗干扰以及火力支援等方面的作战模式及存在的不足。在综合分析作战应用模式现状的基础上,对未来军用无人机的战术技术水平、自主智能化程度和网络协同作战能力等进行了展望,可以为规划布局、发展现有战法和提高作战能力提供参考。 展开更多

关键词 军用无人机 作战应用 智能化 编队 网络协同

在线阅读 下载PDF 职称材料

航空活塞发动机有效功率及空中功率恢复研究

6

作者 温占永 田亚明 +1 位作者 孙鹏晖 赵韦东 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第16期6760-6765,共6页

针对某型航空活塞发动机提出一种基于中冷系统传热数学仿真的有效功率计算方法,并应用VB语言对该中冷系统传热仿真模型进行开发。通过试验数据对仿真模型的有效性进行验证。结果表明:中冷器冷侧出口温度、热侧出口温度的仿真计算值与试... 针对某型航空活塞发动机提出一种基于中冷系统传热数学仿真的有效功率计算方法,并应用VB语言对该中冷系统传热仿真模型进行开发。通过试验数据对仿真模型的有效性进行验证。结果表明:中冷器冷侧出口温度、热侧出口温度的仿真计算值与试验值误差均在1.5%以内。利用该仿真模型,研究了风扇风量对航空活塞发动机有效功率的影响,并对空中有效功率恢复进行研究。结果表明:随着风扇风量的增加,风扇功率增幅变大,而发动机功率增幅降低。在二者的综合作用下,发动机有效功率随着风扇风量的增加先升高后下降。对于所研究的航空活塞发动机,当风扇风量为1400 m^(3)/h时,发动机有效功率达到最大,其最大值为101.6 kW。当飞行高度在2000 m以下时,随着飞行高度的升高,发动机有效功率恢复系数小幅增加,当飞行高度在2000 m以上时,发动机有效功率随着飞行高度的增加大幅降低。在海平面环境为50℃条件下,在7000 m高度即便维持稳压箱压力不变,发动机有效功率恢复系数仅能达到92.2%。 展开更多

关键词 航空活塞式发动机 中冷系统 电动风扇 稳压箱温度 有效功率

在线阅读 下载PDF 职称材料

可变形飞行器总体收益评估及优化方法综述

7

作者 李喜茹 白鹏 《现代防御技术》 北大核心 2025年第2期1-18,共18页

可变形飞行器根据需要适时改变气动布局,优化全任务段的气动和飞行性能,提升其总体性能,拓展任务剖面,是未来飞行器的重要发展方向之一。可变形飞行器有总体收益是可变形技术能够落地的关键前提条件,指出可变形飞行器总体收益评估的重... 可变形飞行器根据需要适时改变气动布局,优化全任务段的气动和飞行性能,提升其总体性能,拓展任务剖面,是未来飞行器的重要发展方向之一。可变形飞行器有总体收益是可变形技术能够落地的关键前提条件,指出可变形飞行器总体收益评估的重要意义,介绍了自2000年以来可变形飞行器总体收益评估的研究现状,包括飞行器类型、变形方式、评估方法、评估结果等,从性能收益、综合收益2个方面梳理了可变形飞行器总体收益,总体收益评估结果表明:变形技术带来的收益并没有理想中那么巨大,使用变形技术使得单项总体性能指标最大提高21%,大多数单项总体性能指标提高不超过10%,也存在使用变形技术总体性能收益低于1%,甚至没有收益的情况;使用变形技术可以使得部分总体性能获得收益,但也会导致某些总体性能下降,增加生产制造及维护成本等;方案论证、详细设计、生产试飞,随着研究的不断深入,评估出来的总体收益逐步减小。归纳了提高收益的优化方法,并对其特点进行分析。总结了目前总体收益评估存在的问题,对可变形飞行器总体收益评估的未来进行了展望,给出了发展建议。 展开更多

关键词 可变形飞行器 总体收益 总体性能收益 综合收益 优化方法

在线阅读 下载PDF 职称材料

精确空投系统研究进展及趋势

8

作者 姜涛 鲁航 田德宇 《现代防御技术》 北大核心 2025年第1期37-44,共8页

精确空投系统的发展带来了军事补给的根本性变革,实现了装备、军需品适时、适地、适量的补给,在战略和战术层次上全面提高了部队的部署和保障能力。根据精确空投伞降系统类型对国内外精确空投系统及关键技术的研究现状进行了阐述与分析... 精确空投系统的发展带来了军事补给的根本性变革,实现了装备、军需品适时、适地、适量的补给,在战略和战术层次上全面提高了部队的部署和保障能力。根据精确空投伞降系统类型对国内外精确空投系统及关键技术的研究现状进行了阐述与分析,同时对影响精确空投系统补给能力关键技术的研究趋势进行了展望。 展开更多

关键词 空投 补给 降落伞 导航 任务规划 缓冲

在线阅读 下载PDF 职称材料

倾转机翼/旋翼机过渡姿态规划分析 被引量：2

9

作者 王宗辉 杨云军 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期20-26,58,共8页

针对带有倾转机翼段的新构型倾转旋翼机复杂的倾转过渡变构型过程,提出一种基于动量叶素理论的高速段倾转走廊边界计算方法。通过低速时机翼失速限制和高速时旋翼可用功率限制建立倾转过渡走廊计算模型,对比了传统构型倾转旋翼机和倾转... 针对带有倾转机翼段的新构型倾转旋翼机复杂的倾转过渡变构型过程,提出一种基于动量叶素理论的高速段倾转走廊边界计算方法。通过低速时机翼失速限制和高速时旋翼可用功率限制建立倾转过渡走廊计算模型,对比了传统构型倾转旋翼机和倾转机翼/旋翼机的倾转过渡走廊差别。对2种构型倾转旋翼机倾转过渡状态下前飞速度、机身迎角、旋翼桨距角姿态进行了对比分析。结果表明:带有倾转机翼段的倾转机翼/旋翼机具有更狭窄的倾转走廊,在短舱角0°状态,倾转机翼段占1/3展长的旋翼机相较于传统构型倾转旋翼机,倾转速度边界从39~57 m/s缩减到41.7~51.2 m/s,倾转操纵难度加大;在大于45°短舱角的倾转前期,同样的前飞速度和短舱倾转角状态下,倾转机翼/旋翼机机身迎角降低约2°,旋翼桨距角增大1°~4°,随着倾转过渡的完成,2种构型倾转旋翼机姿态差异逐渐变小。 展开更多

关键词 倾转旋翼机 倾转机翼 倾转走廊 倾转过渡姿态 动量叶素理论

在线阅读 下载PDF 职称材料

超轻型微球介电吸波材料性能及应用研究

10

作者 李登臣 黄玲 杨树豪 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期57-62,共6页

为了实现吸波材料轻量化,本文通过设计材料微观结构及合成方法,将碳材料的介电特性与空心结构的低密度特性相结合,开发出一种超轻型材料,制备的碳空心球(C@air)材料具有优良的吸波性能。基于该材料分别制备吸波板材及可用于隐身飞机机... 为了实现吸波材料轻量化,本文通过设计材料微观结构及合成方法,将碳材料的介电特性与空心结构的低密度特性相结合,开发出一种超轻型材料,制备的碳空心球(C@air)材料具有优良的吸波性能。基于该材料分别制备吸波板材及可用于隐身飞机机翼前缘的吸波蜂窝芯,并对其进行电磁仿真及雷达反射截面积(RCS)测试,吸波蜂窝芯在同向水平极化下达到-32.3 dB,同向垂直极化下达到-27.2 dB。验证了该材料具有优秀的吸波性能及应用效果,为吸波材料的设计与应用提供思路。 展开更多

关键词 碳空心球 介电损耗 空心结构 吸波蜂窝芯

在线阅读 下载PDF 职称材料

具有系留功能的分瓣顶破式易碎盖试验与数值研究 被引量：2

11

作者 徐志明 徐澧明 +5 位作者 范棋鑫 南博华 苑晓旭 林楠 蔡登安 周光明 《固体火箭技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期860-868,共9页

针对提出的导弹发射箱盖发射时无抛出碎块的新要求,对具有系留结构的顶破式复合材料易碎盖的承压和顶破性能进行了试验研究和数值预测。分别建立了易碎盖的静态承压有限元模型和顶破动力学有限元模型。在顶破动力学有限元模型中,基于Von... 针对提出的导弹发射箱盖发射时无抛出碎块的新要求,对具有系留结构的顶破式复合材料易碎盖的承压和顶破性能进行了试验研究和数值预测。分别建立了易碎盖的静态承压有限元模型和顶破动力学有限元模型。在顶破动力学有限元模型中,基于Von-Mises失效准则编写了VUMAT子程序,使用膜单元和单元删除方法分别对系留功能和薄弱区的损伤演化进行了模拟。与试验结果相比较,有限元模型计算的最大变形和顶破力的误差分别为2.74%和7.49%,验证了模型的合理有效性。基于有限元模型,分析了相关结构参数的变化对易碎盖最大变形和顶破力的影响规律。结果表明,最大变形随易碎盖厚度的增加呈线性下降趋势,而顶破力随易碎盖厚度和弧向薄弱区宽度的增加,分别呈线性和非线性上升趋势。在试验和数值分析结果中,系留结构对分瓣盖体均有良好的系留功能。该文所进行的研究为无抛出碎块复合材料易碎盖的设计与分析提供了可行的方向。 展开更多

关键词 易碎盖 膜单元 数值分析 薄弱区 顶破力

在线阅读 下载PDF 职称材料

弱通讯条件下水下航行器编队行为分析 被引量：1

12

作者 吕达 苏浩秦 +2 位作者 郭明禹 张子俊 卢曼曼 《兵器装备工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第12期239-247,267,共10页

针对水下无人装备发展中日渐热门的编队控制方向,提出了一种弱通讯条件下的非主从编队控制策略。根据水下航行器常见的3种编队行为,以3台水下航行器组成的编队为研究对象,分析了该方法与传统主从式编队控制策略的优缺点。结果表明:该方... 针对水下无人装备发展中日渐热门的编队控制方向,提出了一种弱通讯条件下的非主从编队控制策略。根据水下航行器常见的3种编队行为,以3台水下航行器组成的编队为研究对象,分析了该方法与传统主从式编队控制策略的优缺点。结果表明:该方法能够在通讯受限条件下控制水下航行器编队完成各种编队行为,且相比传统主从式编队方法,在通讯故障、通讯延迟和海浪干扰情况下具有继续进行编队控制的能力。相比传统主从式编队方法,具有通讯质量要求低、编队失效风险低等优点。 展开更多

关键词 水下航行器 编队 弱通讯 非主从

在线阅读 下载PDF 职称材料

速度匹配加机动辅助的滚转弹滚转角空中对准法 被引量：2

13

作者 彭博 岑梦希 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1390-1400,共11页

针对卫星与惯性速度匹配法对滚转角的空中对准精度不高这一问题,提出一种卫星与惯性速度匹配加机动辅助的方法。在卫星与惯性组合制导方式下,以可观测性分析为基础,机动辅助采取纵向比例导引加重力补偿制导律形式,结合卡尔曼滤波完成滚... 针对卫星与惯性速度匹配法对滚转角的空中对准精度不高这一问题,提出一种卫星与惯性速度匹配加机动辅助的方法。在卫星与惯性组合制导方式下,以可观测性分析为基础,机动辅助采取纵向比例导引加重力补偿制导律形式,结合卡尔曼滤波完成滚转角的空中对准,并分析机动辅助策略在不同导航比、重力补偿系数下对滚转角对准效果的影响,以及弹体名义转速拉偏、惯性组件误差拉偏对机动辅助策略的影响。仿真结果表明:在考虑卫星定速及惯性组件误差情况下,该方法能够在全弹道内实现滚转角的精对准,误差在2°以内,收敛时间10s;可通过调节重力补偿系数改变对准的速度、精度,导航比用来保证制导稳定。卫星与惯性速度匹配加机动辅助的方法相比于卫星与惯性速度匹配法,对准效果更好;在弹体名义转速以及惯性组件误差存在拉偏情况下,对准效果受影响较小,抗干扰性较强。 展开更多

关键词 滚转弹 速度匹配 机动辅助 卡尔曼滤波 滚转角 空中对准

在线阅读 下载PDF 职称材料

背覆水对聚能装药侵彻砖砌体影响特性研究

14

作者 杜志鑫 刘润涛 刘培元 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第S02期115-121,共7页

为了研究背覆水对聚能装药侵彻砖砌体毁伤特性的影响,采用AUTODYN数值仿真软件建立流固耦合仿真模型,模拟聚能装药毁伤砖砌体的历程,对比分析背覆不同厚度水层对聚能装药毁伤结果的影响。研究表明,背覆水层可以阻碍爆轰产物向聚能装药... 为了研究背覆水对聚能装药侵彻砖砌体毁伤特性的影响,采用AUTODYN数值仿真软件建立流固耦合仿真模型,模拟聚能装药毁伤砖砌体的历程,对比分析背覆不同厚度水层对聚能装药毁伤结果的影响。研究表明,背覆水层可以阻碍爆轰产物向聚能装药背部方向传播,增大冲击波毁伤砖砌体的峰值压力,延长冲击波对砖砌体的作用时间,增强对砖砌体的破坏能力,降低爆破产生的附带损伤。 展开更多

关键词 砖砌体 数值模拟 聚能装药 水压爆破 高效毁伤

在线阅读 下载PDF 职称材料

偏最小二乘和XGBoost集成模型的巡飞器成本预测

15

作者 李喜茹 白鹏 《兵器装备工程学报》 2025年第S1期44-49,共6页

针对小样本、高非线性数据单一模型预测成本局限性的缺陷,提出一种新的巡飞器成本预测方法。以巡飞器主要技术指标及成本的历史小样本数据为基础,建立基于偏最小二乘、XGBoost的巡飞器成本模型,使用加权平均法设计基于偏最小二乘和XGBo... 针对小样本、高非线性数据单一模型预测成本局限性的缺陷,提出一种新的巡飞器成本预测方法。以巡飞器主要技术指标及成本的历史小样本数据为基础,建立基于偏最小二乘、XGBoost的巡飞器成本模型,使用加权平均法设计基于偏最小二乘和XGBoost集成模型的成本模型。结果表明,在巡飞器的技术指标中,巡飞速度对成本的影响最明显,质量和战斗部质量对成本的影响依次降低,而巡飞时间和导引头类型对成本的影响小。集成模型互补性指标达到-0.12,集成模型的R^(2)提升至0.98,RMSE(2.55)、MAE(1.2)、MAPE(2.6%)均优于单一模型。兼顾了集成模型的影响因素,预测精度高,适用于巡飞器成本精准预测,可为总体方案论证和作战效费比评估提供参考。 展开更多

关键词 巡飞器 成本预测 偏最小二乘 XGBoost 集成模型

在线阅读 下载PDF 职称材料